¿Cómo cambian los variadores de frecuencia la velocidad del motor?

Los variadores de frecuencia (VFD) se utilizan para controlar la velocidad de motores síncronos y de inducción. La complejidad del controlador puede variar desde un simple panel de control operado manualmente hasta un controlador lógico programable (PLC) más sofisticado que puede automatizar el control basándose en la entrada de variables del sistema como flujo, nivel o presión.

Los motores de inducción trifásicos que funcionan con voltaje de línea tienen ondas sinusoidales relativamente suaves con una frecuencia de 50 o 60 hercios (Hz), según la ubicación. Para motores de dos polos, esto equivale a una velocidad de polo síncrono de 3000 o 3600 revoluciones por minuto (rpm). Sin un VFD, la velocidad del motor es relativamente constante y cambia mínimamente en función de la carga debido al deslizamiento del motor. Con un VFD, el voltaje y la corriente alimentados al motor se controlan encendiendo y apagando transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). La amplitud de los valores de voltaje y corriente está controlada por la frecuencia de conmutación y el tiempo de encendido y apagado de los IGBT. Esto significa que cuanto más tiempo estén encendidos los interruptores en comparación con el tiempo que estuvieron apagados, mayores serán los valores de voltaje y corriente.

La modulación de ancho de pulso (PWM) es una forma de onda de alta frecuencia generada por los IGBT para simular una forma de onda sinusoidal en el motor. El VFD puede variar la frecuencia de la onda sinusoidal, lo que da como resultado un cambio en la velocidad del motor. La PWM es ventajosa porque la pérdida de potencia en los dispositivos de conmutación es baja, lo que da como resultado una eficiencia y beneficios energéticos relativamente altos al considerar la potencia hidráulica reducida a velocidades más bajas. Al encender y apagar la energía rápidamente, la forma de onda de energía resultante se aproxima mucho a la corriente y el voltaje promedio que una fuente de energía eléctrica normalmente suministraría a un motor (onda sinusoidal). Consulte la Imagen 3.

Para obtener más información sobre los VFD y cómo se aplican en aplicaciones de bombeo, consulte “Unidades de frecuencia variable: pautas para la aplicación, instalación y resolución de problemas” en pumps.org.

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